《共点力的平衡》教学设计

1 第三章第三章 研究物体间的相互作用研究物体间的相互作用 第五节第五节 共点力的平衡条件共点力的平衡条件 设计思路设计思路 通过学生易接受的趣味事例调动学生积极性 通过已知的二力平衡条件 猜想三力 平衡条件 然后通过实验 以小组为单位 开展合作研究 培养学生操作实验的能力 使学生在 亲手操作 亲身实践 中体会科学的探究过程 通过分析 归纳 从而总结 出了平衡条件 培养了学生分析 研究问题的能力 最后通过活动 引导学生解决实际 问题 培养学生在实际生活中认识问题的能力 提高了科学素养 教学内容分析教学内容分析 内容与地位内容与地位 普通高中物理课程标准 共同必修模块 物理 1 中的第二个二级主题 相互作用 与运动规律 中与本节内容有关的条目是 通过实验 理解力的合成与分解 知道共 点力的平衡条件 区分矢量与标量 用力的合成与分解分析日常生活中的问题 本节要 求学生知道什么是力的平衡 通过实验 知道共点力平衡的条件 会应用力的平衡条件 分析解决日常生产 生活中的一些问题 培养学生主动将物理知识应用于生活 生产实践 的意识 教学目标教学目标 1 通过实验 探究共点力作用下物体的平衡条件 2 运用共点力合成 分解的知识以及平衡条件解决一些与生产和生活相关的实际问题 3 通过学习 发展对科学的好奇心与求知欲 培养将物理知识应用于生活和生产实践的 意识 教学重点教学重点 通过理论和实验推导出三个力的平衡条件 知道多个力平衡的条件是本节课的重点 教学难点教学难点 应用平衡条件处理实际问题 教学资源教学资源 自制多媒体课件 仪器 弹簧秤 纸板等 教法方法教法方法 逻辑猜想 实验探究式 理性探究 讲授式 教学过程教学过程 教学过程教学过程教师活动教师活动学生活动学生活动设计意图设计意图 课题引入课题引入 体会图片传达的信息 揣摩本 节的内容 通过神奇的 平衡图片 挖掘其中的 物理奥秘 于神奇处见 2 这些物体的状态真是不 可思议 令人担心 我们担忧 的是 失去平衡 什么是物体的平衡状态 物体在什么条件下才能处于平 衡状态呢 本节我们就来学习 这方面的问题 平凡 激发 学生的学习 热情 新课教学新课教学 平衡条 平衡条 件 件 复习提问 复习提问 1 什么是共点 力 图片展示 2 什么是共点力 作用下物体的平衡状态 一个物体在共点力的作 用下 如果保持静止或者做匀 速直线运动 我们就说这个物 体处于平衡状态 问题 问题 如何区别平衡状 态与非平衡状态 请学生举例 请学生举例 哪些物体属 于在共点力作用下处于平衡状 态 同学们刚才举的例子中 有的物体在两个力作用下处于 平衡 有的物体在三个力的作 用下处于平衡 那么 在共点 力作用下的物体在什么条件下 才能处于平衡状态呢 a 实验探究实验探究 图片展示两个力平衡 答 几个力都作用在物体的同 一点 或者它们的作用线相交 于同一点 这几个力就叫做共 点力 记笔记 静止或匀直 学生讨论交流举例 回忆二力平衡 若物体受到两 个共点力作用处于平衡状态 则这两个力等值反向 物体受到 的合外力为零 复习巩固 为平衡条件 的获得做铺 垫 带着概念寻 找生活中的 平衡 增强物理知 识应用于生 活实际的意 识 初高中衔接 5 问题过渡 问题过渡 那三力平衡或四力 平衡要满足什么条件呢 同 时图片展示三个力平衡 设计实验方案 设计实验方案 下面我们就从三力平衡入 手 设计一个实验探索一下三 力平衡的条件是什么 现在我们给同学提供了一 些可能用到的实验器材 大家 根据这些器材分组讨论一下 怎样让一个物体三力平衡 要 测量哪些物理量 要用哪些器 材 投影器材名称 投影器材名称 交流实验方案 交流实验方案 投影组投影组 1 的原理图 的原理图 设问 不错 其他同学有什么 意见和建议 投影组投影组 2 的原理图 的原理图 讨论猜测 这三个力的合力为零 任意 两个力的合力与第三个力大小 相等 方向相反 作用在同一 直线上 组组 1 代表 代表 匀速运动的物体不 好控制速度 也不好测量 所 以我们想用两个弹簧秤拉着钩 码 使钩码保持静止 则钩码 就是在两个拉力和重力作用下 的三力平衡 做法是 在竖直 木板上钉两个图钉 A 和 B 用 不同长度的绳 OA 和 OB 系着 两个弹簧秤 每个弹簧秤的另 一端连接重力为 G 的钩码 在 钩码平衡时 两拉力的大小就 可以直接在弹簧秤上显示出来 了 测出两绳拉力的大小 并 记录拉力方向 并用弹簧秤测 出钩码的重力 作好钩码的受 力图示 才能表现出三个力之 间的关系 答 弹簧秤这样斜着拉 拉力 就会偏离弹簧秤的轴线方向 且弹簧秤还有自重 这样会造 成很大的误差 组组 2 2 代表 代表 我们组不用钩码 把木板放在水平面上 采用三 个弹簧秤拉结点 O 使 O 不动 记录三根弹簧的读数和方向 启发探究让 学生获得平 衡条件 分组设计 合作讨论 体验探究的 过程 为科 学归纳作准 备 由于这一实 验与力的合 成探究实验 大体相同 所以在实验 操作上没有 花太多时间 而把精力重 点放在让学 生自觉运用 已学知识设 计探究实验 6 投影组投影组 3 的原理图 的原理图 大家都说的非常好 这里 其实已经有了三种实验设计 至于哪一种误差更小 做法更 好 我们就实际做了再说 大 家分组各自选定一种方法进行 实验 过一会我们再来交流各 组的实验结论 提醒学生在实验时应注 意吸取上一节实验的经验教训 取适当大小和夹角的力 尽量 减小实验的误差 交流实验结果 交流实验结果 请同学说明作图得到的结 果 用实物投影展示本组同 用实物投影展示本组同 学所做的力的图示 学所做的力的图示 组组 3 代表 代表 我们组利用了定滑 轮 定滑轮可以改变力的作用 方向而不改变力的大小 那我 们把每条线的拉力通过定滑轮 改成竖直方向 就不用担心弹 簧秤的拉力与轴线不一致的问 题了 而且还可以不用弹簧秤 结点静止时 钩码的重力大小 与相应细绳对接点的拉力大小 相等 由此可记录三力的大小 标记每条细线拉力方向的方法 是使视线通过细线垂直于纸面 在细线下面的纸上用铅笔点出 两个定点的位置 并使这两个 点的距离要尽量远些 连接两 定点 即可得到拉力方向 依 据力的大小和方向做出三个力 的图示 即可比较三个力的关 系 组 2 用三个弹簧秤 同时 读数很困难 图示也难画 而 我们的实验方案中测拉力的大 小时只要数砝码的个数就行了 图也好作 分组实验探究三个力平衡条件分组实验探究三个力平衡条件 学生交流实验结果 各组基本得出了三个力要 满足的条件是 以 OA 即 F1 和 OB 即 F2 为邻边作 平行四边形 OADB 根据平行 四边形定则 其对角线 OD 就 表示 F1与 F2合力 F 用刻度 尺量出 OD 的长并与 OC 相比 较 则在误差允许的范围内 上 7 从大家的汇报交流中我们可以 发现 1 采用滑轮的方案 3 完成 的最快 采用两个弹簧秤的方 案 1 误差偏大 用三个弹簧秤 的方案 2 则完成的最慢 方案 3 的确是较好的设计 2 虽然各组的图差别很大 但任何一组三力的合力都是零 即其中两个力的合力必然与第 三个力等大反向 总结学生结论 提出多个力的 问题 归纳总结多个共点力作用下物 体的平衡条件 F1 F2的合力与 F3大小相等 方向相同 如果将 F1 F2的合 力再与 F3合成 则三个力的合 力为零 记笔记 3 个共点力平衡条件 个共点力平衡条件 若物体 受到三个共点力作用处于平衡 状态 则任意两个力的合力与 第三个力等值反向 物体受到的 合外力为零 记笔记 若物体受到 n 个力处 于平衡状态 则任意 n 1 个 力的合力与第 n 个力等值反向 物体受到的合外力为零 新课教学新课教学 实践拓 实践拓 展 展 1 根据概念来判断下面的物 根据概念来判断下面的物 体是否处于平衡状态体是否处于平衡状态 1 静止在水平面上的木箱 2 平直马路上在牵引力作 用下匀速前进的汽车 3 用细线悬挂在天花板上 的静止小球 4 刹车后停下来了的汽车 5 用细线悬挂在天花板上 的静止小球 在剪断细线的瞬 间 6 竖直上抛达到了最高点 的小球 不计空气阻力 2 教材例题 教材例题 出示图片和题目 出示图片和题目 用绳子将鸟笼挂在一根横梁上 是 是 是 是 否 否 阅读 随问题进入物理情景 联想生活中 相关实例 加深对平衡 状态的理解 从生活实际 出发抽象简 单模型 体 1 如图 5 31 所示 若鸟笼重 19 6N 求绳子 OA 和 OB 的 拉力各是多大 过程略 受力分析 利用结论 任意两个力的合力 与第三个力等值反向 学生当堂练习 会物理学来 源于实践 贴近于生活 的学科特色 用练习加强 对平衡条件 的理解 同 时也为下一 节课做铺垫 新课教学新课教学 平衡的 平衡的 种类和稳种类和稳 度 度 我们已经知道了平衡的含 义和条件 其实物体平衡有着 不同的类别 A 不稳平衡 B 稳定平衡 C 随遇平衡 我们还把物体平衡的稳 定程度称为稳度 重心越低 支持面越大 物体的稳度就越 大 物体越不容易翻倒 能不能举些例子呢 在课本上做记号 答 赛车 身矮轮宽 结合实例简 单了解相关 概念就行 要求较低 教学反思教学反思 本节课旨在本节课旨在通过学生亲手操作 亲身实践来体会科学的探究过通过学生亲手操作 亲身实践来体会科学的探究过 程 程 我首先我首先通过图片 以及已知的二力平衡条件 引导学生猜想三通过图片 以及已知的二力平衡条件 引导学生猜想三 力平衡应该满足的关系 接下来通过实验来探究三力平衡的条件 力平衡应该满足的关系 接下来通过实验来探究三